能量回馈型高性能高压变频调速系统在矿井提升机上的应用(2)

三、改造方案

电机参数

高压变频器参数

改造方案如下图：

原有的串电阻调速方式继续保留，通过切换开关将高压变频器融入到原系统，保证两个系统操作的相对独立性。当变频器投入运行时，闭合QS3、QS4，通过转子切换柜将绕线式异步电动机转子短接，则变频器投入矿井提升机系统，变频器接受主控台指令正、反转及调速指令，驱动双电机同步调速正反转运行；当原有串电阻调速系统投入运行时，QS5、QS6 闭合，通过转子切换柜将原有电阻串入绕线式异步电动机转子回路，通过切换柜的变向及串入转子电阻的逐级切换，达到变向及调速的目的。上图中的QS3、QS4、QS5、QS6 等隔离开关相互之间保持机械互锁，且开关状态全部纳入主控台操作系统，这样，高压变频调速系统可以和原系统互为备用，增加矿井提升机运行的可靠性。变频器本体部分说明如下：

1）高压变频器采用单元串联多电平拓补结构，输入谐波小，功率因数高；

2）高压变频器为可以四象限运行的能量回馈型变频器，采用最先进的矢量控制技术，加速时可以实现最大的转矩输出，加速时间缩小至最短，而减速时，可以控制电机在四象限运行，输出制动转矩，减速时间缩至最短，同时，将势能转化为电能，回馈至电网，从而达到节能的目的；

3）考虑到矿用电网容量较小，变频器配备激磁涌流柜，在变频器送电初期，将激磁涌流抑制电阻投入主回路，延时两秒后，通过自动切换回路，切除激磁涌流抑制电阻，通过此种技术方案，降低变压器激磁涌流，保证变频器瞬间投入时不对电网造成电压波动；

4）单台变频器直接拖动两台电机，简化控制手段，降低故障风险。

四、变频器在矿井提升机系统中的应用

上图为双鸭山集贤煤矿立井双箕斗提升系统主要组成部分，系统中包括：电机、高压变频器、主控台、液压站、润滑站、高压开关柜、减速机、联轴器、双滚筒、箕斗、天轮及原串电阻调速系统，因本文主要讲述高压变频器在矿井提升机系统中的应用，关于串电阻调速系统则在本文中不再详述。

图中，高压变频器作为动力调速装置，在整个提升系统中起着举足轻重的作用，下面则对此进行详细说明。

变频器通过高压开关柜受高压电，并且通过变频器控制系统检测高压电的相序，电压等一系列参数，如果参数超出变频器正常范围，则利用变频器自身的保护功能对变频器实施保护，为了降低变压器初期受电的激磁电流，避免受电时电网波动对其他运行设备的影响，该变频器配备了激磁涌流抑制柜，降低激磁电流，降低电网波动的幅度。

变频器与主控台的接口主要如下：

变频器接受主控台的正转、反转、急停以及转速给定等指令，变频器反馈给主控台的信号有：待机、运行、轻故障、重故障、旁路故障、输出转速及输出电流等。

变频器受高压电后，主控台通过检测电机的待机信号，判断变频器已经可以运行，主控台在自动模式下，通过控制变频器，实现矿井提升机运行的5段速度曲线，即启动加速段、匀速段、一次减速段、匀速爬行段和二次减速制动段，下面一一说明。